Возвратившись из зарубежной поездки, Н. И. Вавилов изложил свои впечатления о состоянии дел в мировой генетике в статье, опубликованной в центральной печати. В частности, он писал: "Принципиально новых открытий... чего-либо равноценного работе Лысенко, мы ни в Канаде, ни в США не видели". Речь шла о выведении скороспелых сортов пшеницы, то есть о сугубо практических исследованиях.
В 1933 году Н. И. Вавилов представил Т. Д. Лысенко на соискание Государственной премии. 16 марта, обращаясь в Комиссию содействия ученым при СНК СССР, он писал: "Настоящим представляю в качестве кандидата на премию в 1933 году агронома Т. Д. Лысенко. Его работа по так называемой яровизации растений, несомненно, является за последнее десятилетие крупнейшим достижением в области физиологии растений и связанных с ней дисциплин... Его открытие дает возможность широкого использования мировых ассортиментов растений для гибридизации, для продвижения их в более северные районы.
И теоретически и практически открытие Лысенко уже в настоящее время представляет исключительный интерес..."
В том же 1933 году в письме президенту АН УССР академику А. А. Богомольцу Н. И. Вавилов просит поддержать кандидатуру Т. Д. Лысенко на выборах в Академию наук Украинской ССР, а в 1934 году представляет его в члены-корреспонденты Академии наук СССР, аргументируя это выдвижение следующим образом: "Исследование Т. Д. Лысенко в области яровизации представляет собой одно из крупнейших открытий в мировом растениеводстве... В применении к картофелю метод яровизации дал возможность найти практическое решение для культуры этого растения на юге, где она представляла до сих пор значительные трудности".
В 1935 году Н. И. Вавилов в своем основном труде по селекции и генетике растений писал: "Метод яровизации, установленный Т. Д. Лысенко, открыл широкие возможности в использовании мирового ассортимента травянистых культур. Все наши старые и новые сорта, так же как и весь мировой ассортимент, отныне должны быть исследованы на яровизацию, ибо, как показывает опыт последних лет, яровизация может дать поразительные результаты, буквально переделывая сорта, превращая их из непригодных для данного района в обычных условиях в продуктивные, высококачественные формы... Для подбора пар при гибридизации учение Лысенко о стадийности открывает также исключительные возможности в смысле использования мирового ассортимента"7.
Из приведенного материала видно, как высоко ценил Н. И. Вавилов начало научного пути Т. Д. Лысенко. Однако прошло известное время, и наступил перелом.
Н. И. Вавилов довольно долго не принимал всерьез нападок Т. Д. Лысенко на основы современной биологии и генетики, полагая, что пройдет какой-то период и все образуется. Он не мыслил того, чтобы кто-нибудь смог нанести заметный урон генетике, которая опирается на мировой опыт науки. В 20-х и 30-х годах, когда разработка хромосомной теории наследственности упрочила ее основы как материалистической науки, это сделать, казалось, тем более было невозможно.
Однако к осени 1936 года, опираясь на помощь И. И. Презента, Т. Д. Лысенко вполне подготовился к решительным атакам против Н. И. Вавилова и генетики в целом. В ряде выступлений Лысенко и Презент сформулировали главные обвинения. По их мнению, к грехам генетики надо отнести: отрыв от колхозного строительства; наличие идеализма и метафизики в таких теориях, как автогенез; непонимание роли внешних условий и математизированный, абиологический подход к организму. С этими обвинениями Лысенко выступил на четвертой сессии Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина (ВАСХНИЛ), которая проходила с 19 по 27 декабря 1936 года. Развернулась большая дискуссия.
Главными ораторами на этой дискуссии были Н. И. Вавилов, Т. Д. Лысенко, Г. Г. Меллер и А. С. Серебровский. С первым докладом - "Пути советской селекции" - выступил Н. И. Вавилов, и ему предоставили последнее, заключительное слово. Формально он сохранял позицию лидера, однако его положение в результате дискуссии заметно поколебалось.